1、混凝土Concrete溫國梁,姚學(xué)健,白梅榮(山東省水利勘測設(shè)計院,山東 濟南 250013Abstract:The adaptability of cement and concrete admixtures is a complex problem , its influencing factors are more.Often complies with thestandards of cement and admixture , when in common as raw material compound concrete is not adapted to the phenomen

2、on , may cause raw mate-rials suppliers and engineering construction unit to pass the buck to each other.Along with the national construction of rapid advancement and ad-mixture ,the application of the new increase of cement and admixture , the expanded constantly , will be more complex adaptive pro

3、blems.For bet-ter service to practical engineering , the further development of cement concrete admixtures and adaptability , and seek to solve problems and effec-tive technical measures is imperative. Key w ords:admixtures ;cement ; adaptive ; factors ; measures With the analysis of cem ent concret

4、e adm ixtures adaptabilityWEN Guo-liang , YAO Xue-jian , BAI Mei-rong(Shandong Water Survey and Design Institute , Jinan 250013, China 混凝土外加劑與水泥適應(yīng)性分析2010年 第 10期(總 第 252期 Number 10in 2010(Total No.252doi :10.3969/j.issn.1002-3550.2010.10.026摘 要:混凝土外加劑與水泥的適應(yīng)性是一個復(fù)雜的問題, 其影響因素也較多 。 往往完全符合有關(guān)標準的水泥和外加劑, 當在共

5、同作為 原材料配制混凝土?xí)r就出現(xiàn)了不相適應(yīng)的現(xiàn)象, 有可能導(dǎo)致原材料供應(yīng)商和工程建設(shè)單位相互推卸責(zé)任 。 隨著國家工程建設(shè)的大量 、 快速 推進和外加劑新品種的增加 、 應(yīng)用范圍的不斷擴大, 外加劑與水泥適應(yīng)性問題將會更復(fù)雜 。 為更好地服務(wù)于實際工程, 深入開展混凝土外 加劑與水泥適應(yīng)性問題的研究, 尋求解決問題必要而有效的技術(shù)措施是當務(wù)之急 。 關(guān)鍵詞:外加劑;水泥;適應(yīng)性;因素;措施 中圖分類號:TU528.042文獻標志碼:A文章編號:1002-3550(2010 10-0082-02 收稿日期:2010-05-27原材料及輔助物料MATERIAL AND ADMINICLE0引言混凝

6、土外加劑已成為現(xiàn)代混凝土制備技術(shù)和施工技術(shù)必 不可少的第五組分, 各種外加劑的應(yīng)用是使混凝土實現(xiàn)高性能 化和綠色化的重要措施之一 。 由于外加劑與水泥適應(yīng)性問題涉 及到水泥化學(xué) 、高分子材料 、 表面物理學(xué)和電化學(xué)等方面的知 識, 所以是一個極其錯綜復(fù)雜的難題, 它影響著混凝土外加劑 的應(yīng)用效果和推廣效果 。按照混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范, 對外加劑與水泥適應(yīng)性 的定義描述為:將經(jīng)檢驗符合有關(guān)標準的某種外加劑摻入按規(guī)定可以使用該品種外加劑的水泥中, 所配置的混凝土或砂漿 若能夠產(chǎn)生應(yīng)有的效果, 就認為該水泥與這種外加劑是適應(yīng) 的; 相反, 如果不能產(chǎn)生應(yīng)有的效果, 則該水泥與這種外加劑 不適應(yīng)

7、。根據(jù) Aitcin 等人的論述, 認為水泥與高效減水劑適應(yīng)性較小, 表明適應(yīng)性優(yōu)良; 當初始流動性不好, 達到飽和點時高 效減水劑摻量較大, 同時靜置 1h 后的流動性損失很大, 表明適 應(yīng)性不好 。1影響外加劑與水泥適應(yīng)性的因素1.1外加劑方面的因素1.1.1減水劑的種類萘系高效減水劑的主要生產(chǎn)原料是工業(yè)萘, 工業(yè)萘的品種 和純度對減水劑的性能有直接影響 。 萘系減水劑在生產(chǎn)過程中 的磺化程度越高, 則轉(zhuǎn)變?yōu)閹в辛蛩峄腔锏妮镰h(huán)越多, 該減 水劑的分散作用也越強; 水解越充分, 則隨后的縮聚反應(yīng)越容 易進行, 減水劑的減水率越好 。 萘系高效減水劑分子的聚合度 對其塑化效果有明顯影響,

8、一般萘系減水劑的聚合度為 10%左 右較好 。 減水劑的狀態(tài)也影響其對水泥的塑化效果, 粉劑的減 水率約比液體狀態(tài)的低 5%。 減水劑中存在著起中和作用的平 衡離子, 如 Na +、 Ca 2+、 MgO 2+、 NH 2+等, 平衡離子不同, 分散效果 和適應(yīng)性效果也會有所差異 。萘系高效減水劑和密胺系高效減水劑相比, 不僅摻量低, 而且 塑化效果 、 控制坍落度損失能力以及與水泥適應(yīng)性等均得到 改善 。 1.1.2緩凝劑的影響多元醇類緩凝減水劑有時會引起混凝土假凝現(xiàn)象, 但羥基82··羧酸鹽 、 相反會使其增高 (氟石膏除外 。 對于常產(chǎn)生假凝的水泥, 可以試 1.1.

9、3外加劑的摻加方法 外加劑的摻加方法有先摻法 、 同摻法和后摻法, 采用后摻 法所引起的塑化作用優(yōu)于先摻法和同摻法 。1.2水泥方面的因素影響水泥與外加劑適應(yīng)性的因素很多, 主要有水泥孰料的 礦物組成 (C 3S 和 C 3A 含量等 、 水泥細度 、 水泥顆粒級配 、 水泥 顆粒球形度 、水泥中堿的種類和含量 、 石膏的種類和含量 、 水泥 中混合材的種類 、 細度和摻量等 。 1.2.1水泥顆粒級配水泥顆粒級配對高效減水劑的飽和摻量影響不大, 但是, 在 水泥比表面積相近的條件下, 水泥顆粒中微細部分顆粒 (<3m 含量的增大,在水膠比較大或減水劑的摻量較大的情況下, 可 使水泥漿體

10、的初始流動性增強; 同時, 微細顆粒含量的增大加 劇了水泥漿體流動度的損失 。水泥顆粒表面對減水劑的初始吸附量決定了水泥漿體的 初始流動性, 吸附量越大, 初始流動性越好 。 摻減水劑水泥漿體 的溶液中, 減水劑的濃度決定了水泥漿體的流動性保持效果, 濃 度越大, 漿體的流動性保持效果越好 。 1.2.2水泥生產(chǎn)中的調(diào)凝劑水泥生產(chǎn)常用的調(diào)凝劑有二水石膏 、半水石膏 、 硬石膏 、 工業(yè)廢石膏 、 檸檬酸渣 、 電石渣等 。 由于粉磨水泥熟料時磨機內(nèi) 溫度升高, 會使一部分二水石膏脫去結(jié)晶水轉(zhuǎn)變?yōu)榘胨嗌?至無水石膏 (硬石膏 。 另外, 有些水泥廠為了節(jié)省生產(chǎn)成本, 往 往采用硬石膏或工業(yè)廢

11、石膏代替二水石膏作為水泥調(diào)凝劑, 當 這類水泥遇到木鈣 、 糖鈣減水劑時, 就會產(chǎn)生嚴重的不相容, 甚 至出現(xiàn)假凝 。調(diào)凝劑的溶解度影響水泥的水化速度, 不同的調(diào)凝 劑影響水泥與外加劑的相容性 。 1.2.3水泥中的混合材我國水泥大多摻用不同種類和數(shù)量的混合材,常用的混 合材有高爐礦渣粉 、 粉煤灰 、 火山灰 、 焙燒煤矸石 、 沸石粉等 。 混 合材的品種 、 性質(zhì)和摻量等不同, 對減水劑作用效果的影響也不 一樣 。 實踐表明, 高效減水劑對礦渣水泥和粉煤灰水泥的適應(yīng)性 較好, 對火山灰 、 焙燒煤矸石為混合材的水泥的適應(yīng)性較差 。 1.2.4水泥的礦物組成水泥的主要礦物成分 C 3S 、

12、 C 2S 、 C 3A 、 C 4AF 對減水劑的吸附 能力不同, 其由大到小的順序為 C 3A 、 C 4AF 、 C 3S 、 C 2S , 即鋁酸鹽的 礦物成分對減水劑的吸附能力大于硅酸鹽礦物 。 在高效減水劑 摻量相同的情況下, C 3A 和 C 4AF 含量較高的水泥漿體中, 減水 劑的分散效果較差, 混凝土拌合物的坍落度損失較大 。 1.2.5水泥的堿含量水泥含堿量增加, 減水劑的塑化效果變差, 含堿量的提高 還會導(dǎo)致混凝土的凝結(jié)時間縮短和坍落度損失增大 。 水泥中的 堿對緩凝劑也有一定選擇性, 高堿水泥應(yīng)少用酸性緩凝劑 (如 檸檬酸 , 而改用堿性緩凝劑 (如三聚磷酸鈉 。 1

13、.2.6水泥的陳放時間和水泥溫度水泥陳放時間越短, 水泥越新鮮, 高效減水劑對其塑化作用效果越差 。 出磨時間短的水泥, 因為水泥粉磨時產(chǎn)生電荷, 顆粒 間相互吸附 、凝聚的能力較強 。 另一方面, 新鮮水泥的正電性 強, 吸附陰離子型表面活性劑的數(shù)量多 。 因此表現(xiàn)出減水劑的減 水率低, 混凝土的坍落度損失快, 與減水劑的適應(yīng)性差 。 水泥的 溫度越高, 水泥水化速度越快, 減水劑對其塑化效果也越差, 表 現(xiàn)出減水劑的減水率低, 混凝土的坍落度損失大 。2改善外加劑與水泥適應(yīng)性的措施(1 改變外加劑的摻入時間, 即采用后摻法或滯水法, 可顯 著改善外加劑的保塑性能 。(2 適當增加外加劑的摻

14、量, 增加混凝土中外加劑的富余 量也有比較明顯的效果 。(3 采用復(fù)合外加劑 。 多品種外加劑的復(fù)合使用, 不只是外 加劑性能上的取長補短, 更重要的是不同分子結(jié)構(gòu)的外加劑同 摻, 由于分子間的相互作用, 應(yīng)用技術(shù)效果會有顯著提高 。(4 外加劑生產(chǎn)商復(fù)配外加劑時, 正確選用減水劑的種類 、 有機 、 無機緩凝劑 、 保塑劑等組分 。(5 水泥生產(chǎn)廠家控制水泥中硫酸鈣的含量和溶解度 。 因 為控制 C 3A 的水化取決于孔隙溶液中的硫酸鹽離子的平衡,SO 42-的數(shù)量過多或過少都可能導(dǎo)致水泥漿體的急凝 。(6 加強磨機內(nèi)物料溫度的控制 。 在提高水泥比表面積的 同時, 加強磨機內(nèi)物料溫度的控制

15、, 避免溫度過高或過低, 生產(chǎn) 中半水石膏過多或過少將影響到高效減水劑與水泥的適應(yīng)性 。(7 在混凝土配合比設(shè)計試驗時應(yīng)充分進行混凝土原材料 的優(yōu)選, 要選擇流變性好 、 反應(yīng)性能低的水泥, 也就是說, 一經(jīng) 攪拌僅結(jié)合少量水的水泥或形成鈣礬石少的水泥, 以達到節(jié)約 水泥 、 降低成本 、 改善混凝土和易性 、 提高混凝土物理力學(xué)性能 和耐久性能 。(8 在混凝土中摻入部分活性摻合料 (如粉煤灰 , 可以有 效改善外加劑與水泥的適應(yīng)性不良而導(dǎo)致的混凝土和易性差 、 減水效果差 、 保塑性差等問題 。總之, 混凝土外加劑和水泥之間的適應(yīng)性是一個錯綜復(fù)雜 的問題, 工程現(xiàn)場遇到適應(yīng)性問題, 首先遵照一般的規(guī)則將不 適合的水泥和外加劑排除, 其次在多次試驗的基礎(chǔ)上, 將水泥 和外加劑品種的選擇范圍縮小, 最后還必須通過試拌混凝土來 嘗試解決 。參考文獻:1王玲, 田培, 賈祥道, 等 . 高效減水劑和水泥之間適應(yīng)性的影響因素 C/紀念中國混凝土外加劑協(xié)會成立 20周年論文集, 2006(